Pourquoi la voiture électrique consomme plus à froid ?
Plan de l'article :
Synonyme de résistance réduite, le froid est généralement très bénéfique en électricité. On va même jusqu'à produire de la supraconductivité proche du zéro absolu (je vous recommande vivement d'écouter Julien Bobroff si vous êtes passionné de physique), à savoir une perte totale de la résistance électrique ! Cela mène à une électricité sans perte par effet Joule, le Graal en quelque sorte ...
Hélas, s'agissant des accumulateurs chimiques de type batterie lithium-ion, les choses ne sont pas du tout aussi avantageuses ... En effet, dans les conditions froides, inférieures à 3 degrés, la batterie perd en rendement et va délivrer au moteur moins de kWh qu'elle n'en a reçu lors de sa charge. Voyons pourquoi.
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Résistance électrique accrue ?
A l'inverse d'un fil électrique basique, la batterie a d'autant plus de résistance qu'elle n'est froide. Et qui dit résistance électrique dit pertes en production de chaleur. Afin que la batterie fournisse tous ses électrons pour le moteur électrique (sans en perdre donc), il faut donc qu'elle fonctionne à une température minimale, à savoir à peu près 10 degrés pour une batterie au lithium (fonctionnement idéal entre 15 et 30 degrés).
Dans le cas inverse elle va perdre une grande partie de son énergie à réchauffer la batterie, car rien ne se perd, tout se transforme ... Si j'accrois la résistance par effet Joule, cette énergie qui donne lieu à de la chaleur a été prise quelque part, et ici c'est dans les réserves en kWh de la batterie.
Pourquoi la résistance augmente ?
Plusieurs phénomènes induisent la hausse de la résistance.
L'électrolyte, quand il n'est pas solide, gagne généralement en viscosité, ce qui ralentit le passage des atomes (conductivité ionique) de lithium d'une électrode à l'autre. La difficulté sera aussi augmentée pour traverser les autres constituants des électrodes (car il n'y a pas que de l'électrolyte dans une batterie). La résistance interne de la batterie augmente donc en raison de la viscosité accrue de l'électrolyte et de la diminution de la conductivité ionique. Cela signifie que la batterie doit travailler plus fort pour délivrer le même courant, ce qui a comme conséquence une baisse du niveau de charge de la batterie plus rapide.
Les réactions chimiques internes deviennent aussi plus lentes à froid, ce qui favorise encore une fois la résistance (sachez que la chaleur n'est incarnée que par le mouvement des atomes, et le zéro absolu consiste juste à les immobiliser totalement). Bref, la chaleur c'est du mouvement avant tout, et non pas ce que notre cerveau tente de nous faire croire (à savoir une sensation imaginaire et arbitraire crée de toute pièce par notre cerveau, et surtout par Celui qui nous a "conçu" ...). Le frigidaire permet d'ailleurs la conservation des aliments car il ralentit tous les processus de décomposition et de pourrissement, rien de plus (les bactéries fonctionnent au ralenti, ce qui nous fait gagner un temps précieux !).
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